2020届高考物理总复习课件:第2章相互作用实验三验证力的平行四边形定则课件教科版.pdf
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1、实验三 验证力的平行四边形定则实验三 验证力的平行四边形定则 实验基础实验基础 核心探究核心探究 实验基础实验基础 解读实验解读实验萃取精华萃取精华 注意事项注意事项 1.1.位置不变位置不变 同一次实验中橡皮条拉长后的结点同一次实验中橡皮条拉长后的结点O O必须保持不变必须保持不变. . 2.2.拉力拉力 (1)(1)细绳应适当长一些细绳应适当长一些, ,便于确定力的方向便于确定力的方向. .不要直接沿细绳方向画直线不要直接沿细绳方向画直线, ,应应 在细绳两端画两个射影点在细绳两端画两个射影点. .去掉细绳后去掉细绳后, ,连直线确定力的方向连直线确定力的方向. . (2)(2)应尽量使橡
2、皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内应尽量使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内. . (3)(3)弹簧测力计数据尽量大些弹簧测力计数据尽量大些, ,读数时眼睛要正视读数时眼睛要正视, ,要按有效数字正确读数和要按有效数字正确读数和 记录记录. . 3.3.作图作图 (1)(1)在同一次实验中在同一次实验中, ,选定的比例要相同选定的比例要相同. . (2)(2)两分力夹角不能太大或太小两分力夹角不能太大或太小, ,作图时两力与对边一定要平行作图时两力与对边一定要平行. . 误差分析误差分析 核心探究核心探究 通法悟道通法悟道拓宽思路拓宽思路 探究点一 基础性实验
3、探究点一 基础性实验 【典例典例1 1】 (2017 (2017全国全国卷卷,22,22) )某探究小组做某探究小组做“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验实验, ,将画将画 有坐标轴有坐标轴( (横轴为横轴为x x轴轴, ,纵轴为纵轴为y y轴轴, ,最小刻度表示最小刻度表示1 mm)1 mm)的纸贴在水平桌面上的纸贴在水平桌面上, ,如图如图(a)(a)所所 示示. .将橡皮筋的一端将橡皮筋的一端Q Q固定在固定在y y轴上的轴上的B B点点( (位于图示部分之外位于图示部分之外),),另一端另一端P P位于位于y y轴上的轴上的A A点点 时时, ,橡皮筋处于原长橡皮筋处于
4、原长. . (1)(1)用一只测力计将橡皮筋的用一只测力计将橡皮筋的P P端沿端沿y y轴从轴从A A点拉至坐标原点点拉至坐标原点O,O,此时拉力此时拉力F F的大小可由测力的大小可由测力 计读出计读出. .测力计的示数如图测力计的示数如图(b)(b)所示所示,F,F的大小为的大小为 N.N. 解析解析: :(1)(1)由图可知由图可知,F,F的大小为的大小为4.0 N.4.0 N. 答案答案: :(1)4.0(1)4.0 (2)(2)撤去撤去(1)(1)中的拉力中的拉力, ,橡皮筋橡皮筋P P端回到端回到A A点点; ;现使用两个测力计同时拉橡皮筋现使用两个测力计同时拉橡皮筋, ,再再 次将
5、次将P P端拉至端拉至O O点点, ,此时观察到两个拉力分别沿图此时观察到两个拉力分别沿图(a)(a)中两条虚线所示的方向中两条虚线所示的方向, ,由由 测力计的示数读出两个拉力的大小分别为测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F F1 1=4.2 N=4.2 N和和F F2 2=5.6 N.=5.6 N. 用用5 mm5 mm长度的线段表示长度的线段表示1 N1 N的力的力, ,以以O O为作用点为作用点, ,在图在图(a)(a)中画出力中画出力F F1 1,F,F2 2的图示的图示, , 然后按平行四边形定则画出它们的合力然后按平行四边形定则画出它们的合力F F合 合; ; F F合 合的大
6、小为 的大小为 N,FN,F合 合与拉力 与拉力F F的夹角的正切值为的夹角的正切值为 . .若若F F合 合与拉 与拉 力力F F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内, ,则该实验验证了力的则该实验验证了力的 平行四边形定则平行四边形定则. . 答案答案: :(2)(2)见解析 见解析 4.04.0 0.050.05 方法技巧方法技巧 (1)(1)弹簧测力计的读数要点弹簧测力计的读数要点 注意弹簧测力计的最小格表示的力的数值注意弹簧测力计的最小格表示的力的数值. . 弹簧测力计读数要符合有效数字要求弹簧测力计读数要符合有效数字要求, ,
7、小数点后数字位数与单位长度的力相小数点后数字位数与单位长度的力相 对应对应. . (2)(2)作图求合力的方法作图求合力的方法 实验中在测出两个分力大小、方向的前提下求合力大小和方向时实验中在测出两个分力大小、方向的前提下求合力大小和方向时, ,必须严格按必须严格按 照所设单位长度以及分力方向作出分力照所设单位长度以及分力方向作出分力, ,然后作四边形及所夹对角线然后作四边形及所夹对角线, ,再确定再确定 合力的大小和方向合力的大小和方向. . 题组冲关题组冲关 1 1.(2017.(2017安徽合肥一模安徽合肥一模) )某同学用两个弹簧测力计、细线和橡皮条做共点力合某同学用两个弹簧测力计、细
8、线和橡皮条做共点力合 成实验成实验, ,最后画出了如图所示的图最后画出了如图所示的图. . (1)(1)在图上标出的在图上标出的F F1 1,F,F2 2,F,F和和FF四个力中四个力中, ,力力 ( (选填选填“F F”或或“FF”) )不不 是由弹簧测力计直接测得的是由弹簧测力计直接测得的, ,比较力比较力F F与力与力FF的大小和方向基本相同的大小和方向基本相同, ,这就验证这就验证 了力的平行四边形定则了力的平行四边形定则. . 解析解析: :(1)(1)实验是通过用两个弹簧测力计的拉力作出的平行四边形得出合力实验是通过用两个弹簧测力计的拉力作出的平行四边形得出合力, ,与与 只用一个
9、弹簧测力计时的拉力相比较只用一个弹簧测力计时的拉力相比较, ,若两力基本相同若两力基本相同, ,则实验成功则实验成功; ;由图可知由图可知 FF是由平行四边形定则得出的是由平行四边形定则得出的, ,故故FF不是由弹簧测力计直接测得的不是由弹簧测力计直接测得的; ; 答案答案: :(1)F(1)F (2)(2)以下是某同学对此实验的一些说法以下是某同学对此实验的一些说法, ,其中正确的是其中正确的是 . . A.A.如果手头只有一个弹簧测力计如果手头只有一个弹簧测力计, ,改变方法也可以完成实验改变方法也可以完成实验 B.B.用两个测力计拉线时用两个测力计拉线时, ,橡皮条应沿两线夹角的角平分线
10、橡皮条应沿两线夹角的角平分线 C.C.拉橡皮条的线要长一些拉橡皮条的线要长一些, ,用以标记同一细线方向的两点要相距远些用以标记同一细线方向的两点要相距远些 D.D.拉橡皮条时拉橡皮条时, ,细线应沿弹簧测力计的轴线细线应沿弹簧测力计的轴线 E.E.在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时在用一个测力计和同时用两个测力计拉线时, ,只需这两次橡皮条的伸长量相同就行只需这两次橡皮条的伸长量相同就行 解析解析: :(2)(2)如果只有一个弹簧测力计如果只有一个弹簧测力计, ,则可以交替测出各边的拉力则可以交替测出各边的拉力, ,但要保证两次拉的时但要保证两次拉的时 候效果相同候效果相同, ,故故A
11、A正确正确; ;只要橡皮条与线的结点两次都到达同一点即可只要橡皮条与线的结点两次都到达同一点即可, ,即两次效果相同即两次效果相同, , 而对于拉力方向没有限制而对于拉力方向没有限制, ,橡皮条不需要与两线夹角的角平分线在同一直线上橡皮条不需要与两线夹角的角平分线在同一直线上, ,故故B B错错 误误; ;为了减小误差为了减小误差, ,拉橡皮条的细线需长些拉橡皮条的细线需长些, ,标记方向的两点要远些标记方向的两点要远些, ,故故C C正确正确; ;只有细线只有细线 和弹簧测力计的轴线在一条直线上时和弹簧测力计的轴线在一条直线上时, ,弹簧的弹力才等于拉橡皮条的拉力弹簧的弹力才等于拉橡皮条的拉
12、力, ,否则易使弹否则易使弹 簧或指针与外壳发生摩擦簧或指针与外壳发生摩擦, ,使误差增大使误差增大, ,故故D D正确正确; ;在用一个测力计和同时用两个测力计在用一个测力计和同时用两个测力计 拉线时拉线时, ,每次要使橡皮条形变的长度和方向都相同每次要使橡皮条形变的长度和方向都相同, ,即使结点即使结点O O拉到同一位置拉到同一位置, ,这样两次这样两次 的效果才相同的效果才相同, ,才符合才符合“等效替代等效替代”法法, ,故故E E错误错误. . 答案答案: :(2)ACD(2)ACD 2 2.(2018.(2018大连重点中学联考大连重点中学联考) )在探究求合力的方法时在探究求合力
13、的方法时, ,先将橡皮条的一端固定在水平木先将橡皮条的一端固定在水平木 板上板上, ,另一端系上带有绳套的两根细绳另一端系上带有绳套的两根细绳. .实验时实验时, ,需要两次拉伸橡皮条需要两次拉伸橡皮条, ,一次是通过两细绳一次是通过两细绳 用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条, ,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条. . (1)(1)同学们在操作过程中有如下议论同学们在操作过程中有如下议论, ,其中对减小实验误差有益的说法是其中对减小实验误差有益的说法是 ( (填字填字 母代号母代号). ). A.A.两根细绳必须
14、等长两根细绳必须等长 B.B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行 C.C.用两弹簧测力计同时拉细绳时用两弹簧测力计同时拉细绳时, ,两弹簧测力计示数适当大一些两弹簧测力计示数适当大一些 D.D.拉橡皮条的细绳要长些拉橡皮条的细绳要长些, ,标记同一细绳方向的两点要远些标记同一细绳方向的两点要远些 解析解析: :(1)(1)拉橡皮条的两根细绳长度不需要相等拉橡皮条的两根细绳长度不需要相等, ,适当长一些适当长一些, ,标记同一细绳方标记同一细绳方 向的两点离得远一些向的两点离得远一些, ,可以减小在方向描述上的误差可以减小在方向描述上的误差. .弹簧测力
15、计、细绳、橡弹簧测力计、细绳、橡 皮条都应与木板平行皮条都应与木板平行, ,以保证各拉力的方向与木板平行以保证各拉力的方向与木板平行, ,这样能够在白纸上记这样能够在白纸上记 录下各力的方向录下各力的方向. .弹簧测力计示数适当大一些可减小误差弹簧测力计示数适当大一些可减小误差,B,C,D,B,C,D正确正确. . 答案答案: :(1)BCD(1)BCD (2)(2)当橡皮条的活动端拉到当橡皮条的活动端拉到O O点时点时, ,两根细绳相互垂直两根细绳相互垂直, ,如图所示如图所示. .这时弹簧测这时弹簧测 力计力计a,ba,b的读数分别为的读数分别为 N N和和 N. N. (3)(3)在给出
16、的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力在给出的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力, ,并利用作并利用作 图法求出合力大小为图法求出合力大小为 N. N. 解析解析: :(2)(2)弹簧测力计上最小一格表示弹簧测力计上最小一格表示0.1 N,0.1 N,读数时有效数字要保留两位小读数时有效数字要保留两位小 数数, ,即即a,ba,b测力计示数分别为测力计示数分别为4.00 N4.00 N和和2.50 N.2.50 N. (3)(3)以方格纸上一个小格的边长作为以方格纸上一个小格的边长作为0.5 N0.5 N的标度的标度, ,作出两个拉力的图示作出两个拉力的图示, ,以以 这
17、两个拉力为邻边作平行四边形这两个拉力为邻边作平行四边形, ,则所夹的对角线就表示合力的大小和方则所夹的对角线就表示合力的大小和方 向向, ,如图所示如图所示. .量出该对角线的长度量出该对角线的长度, ,结合标度结合标度, ,可得合力大小约为可得合力大小约为4.70 N.4.70 N. 答案答案: :(2)4.00(2)4.00 2.502.50 (3)(3)作图见解析 作图见解析 4.704.70 探究点二 创新性实验探究点二 创新性实验 高考创新实验例析高考创新实验例析 【典例典例2 2】 (2016(2016浙江卷浙江卷,21),21)某同学在某同学在“探究弹簧和弹簧伸长的关系探究弹簧和
18、弹簧伸长的关系”的的 实验中实验中, ,测得图中弹簧测得图中弹簧OCOC的劲度系数为的劲度系数为500 N/m.500 N/m.如图如图1 1所示所示, ,用弹簧用弹簧OCOC和弹簧和弹簧 秤秤a,ba,b做做“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验实验. .在保持弹簧伸长在保持弹簧伸长1.00 cm1.00 cm不变的条件下不变的条件下, , (1)(1)若弹簧秤若弹簧秤a,ba,b间夹角为间夹角为9090, ,弹簧秤弹簧秤a a的读数是的读数是 N(N(图图2 2中所示中所示),),则弹簧秤则弹簧秤b b的的 读数可能为读数可能为 N. N. (2)(2)若弹簧秤若弹簧秤a,ba,b间夹角
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- 2020 高考 物理 复习 课件 相互作用 实验 验证 平行四边形定则 教科版
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